一种双层闭式冷却塔的制作方法

1.本实用新型涉及蒸发冷却和热交换产品领域，具体涉及到一种双层闭式冷却塔。


背景技术：

2.露点型间接蒸发冷却是先对环境空气通过换热器进行显热交换降温，降低空气的湿球温度，然后在湿膜表面进行直接蒸发获取接近露点温度的冷风或冷水的过程。露点型间接蒸发冷却过程可通过蒸发冷却换热器或预冷表冷器先对空气进行降温，然后再进行直接蒸发冷却获取冷风和冷水，预冷表冷器的热交换方式采用这个过程产生的部分冷水作为冷源。
3.目前主流的闭式冷却塔均为单层湿膜设计，在湿膜的上段和下段温差较小，使得上部分循环水蒸发效率不够，下部分循环水直接换热效率不够，从而使得整体出水温度不够低。


技术实现要素：

4.为了克服现有产品和技术的不足，本实用新型提供一种双层冷却塔，所述双层冷却塔的预冷部分和蒸发冷却部分均采用上下两层双层湿膜设计，并在下层湿膜前方设置换热器，使得上湿膜中的循环水温度较大，提高了上段湿膜中的循环水的蒸发效率，而在下段湿膜中，由于前方设置预冷表冷器，进入下段湿膜的空气温度也较低，使得下湿膜中的循环水气液热交换效率提升，从而整体降低出水温度。
5.同时才采用板换方式来实现冷却水的封闭循环，用蒸发冷却的低温出水与外部热水进行热交换，实现对外部热循环水的闭式冷却。
6.本实用新型实施案例的技术方案如下：
7.一种双层闭式冷却塔，其包括壳体、预冷表冷器、上预冷湿膜、下预冷湿膜、上预冷布水器、下预冷布水器、预冷集水盘、预冷蓄水箱、预冷水泵、上蒸发布水器、上蒸发湿膜、下蒸发布水器、下蒸发湿膜、蒸发集水盘、蒸发蓄水箱、板式换热器、循环水泵及风机，所述预冷表冷器、所述上预冷湿膜、所述下预冷湿膜、所述上预冷布水器、所述下预冷布水器、所述预冷集水盘、所述预冷蓄水箱、所述预冷水泵、所述上蒸发布水器、所述上蒸发湿膜、所述下蒸发布水器、所述下蒸发湿膜、所述蒸发集水盘、所述蒸发蓄水箱处于壳体内部，所述上预冷湿膜、所述下预冷湿膜邻近所述壳体的进风口处设置，所述上预冷布水器位于所述上预冷湿膜的上方，所述下预冷布水器位于所述下预冷湿膜的下方，所述下预冷湿膜位于所述下预冷布水器的下方，所述预冷表冷器位于所述所述下预冷湿膜的进风方向前方，所述预冷集水盘位于所述下预冷湿膜的下方，所述预冷蓄水箱位于所述预冷集水盘的下方，所述预冷水泵进水端连接所述预冷蓄水箱，所述预冷水泵出水端连通所述预冷表冷器的一端，所述预冷表冷器的另一端与所述上预冷布水器连通；
8.所述上蒸发湿膜位于所述上预冷湿膜的后方，所述下蒸发布水器位于所述上蒸发湿膜的下方，所述下蒸发湿膜位于所述下蒸发布水器的下方，所述蒸发集水盘位于所述下
蒸发湿膜的下方，所述蒸发蓄水箱位于所述蒸发集水盘的下方，所述上蒸发布水器位于所述上蒸发湿膜的上方，所述上蒸发布水器与所述板式换热器的热端出口连通，所述板式换热器的热端进口与所述循环水泵、所述蒸发蓄水箱顺序连通，所述板式换热器的冷端进口连通外部热水源，所述板式换热器的冷端出口为外部提供冷水；
9.所述风机位于所述壳体的出风口处。
10.优选地，所述双层冷却塔还包括气液换热器，所述气液换热器位于所述下预冷湿膜和所述下蒸发湿膜之间，所述气液换热器一端与所述板式换热器的冷端出口连通，一端为外部提供冷水。
11.优选地，所述预冷表冷器为管片式热交换器，所述管片式热交换器包括分液管和集液管，所述分液管位于所述管片式热交换器的下部，所述集液管位于所述管片式热交换器的上部。
12.优选地，所述预冷表冷器为平行流换热器，
13.优选地，所述预冷表冷器为波纹板管平行流换热器。
14.优选地，所述气液换热器为管片式热交换器，所述管片式热交换器包括分液管和集液管，所述分液管位于所述管片式热交换器的下部，所述集液管位于所述管片式热交换器的上部。
15.优选地，所述气液换热器为平行流换热器，
16.优选地，所述气液换热器为波纹板管平行流换热器。
17.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
18.所述双层冷却塔的预冷部分和蒸发冷却部分均采用上下两层双层湿膜设计，并在下层湿膜前方设置换热器，使得上湿膜中的循环水温度较大，提高了上段湿膜中的循环水的蒸发效率，而在下段湿膜中，由于前方设置预冷表冷器，进入下段湿膜的空气温度也较低，使得下湿膜中的循环水气液热交换效率提升，从而整体降低出水温度。
19.同时才采用板换方式来实现冷却水的封闭循环，用蒸发冷却的低温出水与外部热水进行热交换，实现对外部热循环水的闭式冷却。
附图说明
20.图1为本实用新型中的双层闭式冷却塔的结构示意图；
21.图2为本实用新型中的管片式热交换器的结构示意图；
22.图3为本实用新型中的波纹板管平行流换热器的结构示意图；
23.10、上预冷布水器；11、上预冷湿膜；12、下预冷布水器；13、下预冷湿膜；14、预冷表冷器；15、预冷水泵；16、预冷集水盘；17、预冷蓄水箱；20、上蒸发布水器；21、上蒸发湿膜；22、下蒸发布水器；23、下蒸发湿膜；24、蒸发集水盘；25、蒸发蓄水箱；26、循环水泵；27、板式换热器；28、气液换热器；29、风机、30壳体；41、集液管；42、分液管；43、翅片组。
具体实施方式
24.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公
开内容的理解更加透彻全面。
25.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
27.如图1所示，图1为本实用新型中的双层闭式冷却塔的结构示意图；双层闭式冷却塔包括壳体、预冷表冷器、上预冷湿膜、下预冷湿膜、上预冷布水器、下预冷布水器、预冷集水盘、预冷蓄水箱、预冷水泵、上蒸发布水器、上蒸发湿膜、下蒸发布水器、下蒸发湿膜、蒸发集水盘、蒸发蓄水箱、板式换热器、循环水泵及风机，预冷表冷器、上预冷湿膜、下预冷湿膜、上预冷布水器、下预冷布水器、预冷集水盘、预冷蓄水箱、预冷水泵、上蒸发布水器、上蒸发湿膜、下蒸发布水器、下蒸发湿膜、蒸发集水盘、蒸发蓄水箱处于壳体内部，上预冷湿膜、下预冷湿膜邻近壳体的进风口处设置，上预冷布水器位于上预冷湿膜的上方，下预冷布水器位于下预冷湿膜的下方，下预冷湿膜位于下预冷布水器的下方，预冷表冷器位于下预冷湿膜的进风方向前方，预冷集水盘位于下预冷湿膜的下方，预冷蓄水箱位于预冷集水盘的下方，预冷水泵进水端连接预冷蓄水箱，预冷水泵出水端连通预冷表冷器的一端，预冷表冷器的另一端与上预冷布水器连通；
28.上蒸发湿膜位于上预冷湿膜的后方，下蒸发布水器位于上蒸发湿膜的下方，下蒸发湿膜位于下蒸发布水器的下方，蒸发集水盘位于下蒸发湿膜的下方，蒸发蓄水箱位于蒸发集水盘的下方，上蒸发布水器位于上蒸发湿膜的上方，上蒸发布水器与板式换热器的热端出口连通，板式换热器的热端进口与循环水箱、蒸发蓄水箱顺序连通，板式换热器的冷端进口连通外部热水源，板式换热器的冷端出口为外部提供冷水；风机位于壳体的出风口处。
29.外部空调热水经板式换热器的冷端进口进入板式换热器中与从板式换热器热端进口进入的冷水进行换热交换，外部空调热水降温后从板式换热器的冷端出口输出，输送至空调中循环使用；循环冷水经换热后从板式换热器的热端出口输出至上蒸发布水器中，在上蒸发湿膜中与上部空气进行蒸发换热和直接换热，换热降温后流入下蒸发布水器中，下蒸发布水器对下蒸发湿膜进行布淋，再次进行蒸发换热和直接换热，循环冷水进一步降温，汇集集水盘流落至蓄水箱中，经循环水泵输送至板式换热器的热端进口进入板式换热器中。
30.进一步地，为了降低循环冷水的温度，需降低外部空气的温度，本实用新型在外部空气与湿膜中的循环水蒸发换热之前进行预冷处理，外部空气上方经上预冷湿膜蒸发换热降温进入上蒸发湿膜中，外部空气下方经预冷表冷器进行换热预冷，温度降低，再进入下预冷湿膜进行换热，外部空气进一步降低，输送至下蒸发湿膜中，与下蒸发湿膜中的循环冷水进行换热，进一步降低循环冷水的温度。
31.预冷水经预冷水泵抽吸至预冷表冷器中，与外部空气进行热交换，外部空气温度降低，预冷表冷器中的预冷水温度升高，温度升高的预冷水输送至上预冷布水器中，对上预冷湿膜进行布淋，流落至下预冷布水器中，对下预冷湿膜进行布淋，汇集到预冷集水盘，存储在预冷蓄水箱中。
32.由于外部空气在预冷表冷器处进行了预冷，故冷却塔下方的外部空气的温度较上方的外部空气温度更低，同时由于预冷水经外部空气换热后升温，布淋在上预冷湿膜的预冷水温度相比下方的下预冷湿膜中的预冷水温度更高，这样，更高温度的外部空气与更高温度的预冷水在冷却塔上方的蒸发效率更高，在冷却塔下方的直接换热效率更高，从而能得到更低温度的预冷水；同时，循环冷水与空调循环水换热后首先输送至上蒸发湿膜中，使得上蒸发湿膜中的循环冷水温度更高，这样，更高温度的外部空气与更高温度的循环冷水在冷却塔上方的上蒸发湿膜中蒸发效率更高，在冷却塔下方的下蒸发湿膜中的直接换热效率更高，从而能得到更低温度的循环冷水。得到更低温度的循环冷水与空调循环水进行板换换热，使得空调循环水的冷却效率进一步提升。
33.为了进一步降低空调循环水的温度，优选地，双层冷却塔还包括气液换热器，气液换热器位于下预冷湿膜和下蒸发湿膜之间，气液换热器一端与板式换热器的冷端出口连通，一端为外部提供冷水。
34.空调循环水在板式换热器中换热后，输送至气液换热器中，在气液换热器中与外部已经预冷的空气进行换热，进一步充分降温。
35.在本实用新型中，预冷表冷器可以为管片式热交换器、平行流换热器、波纹板管平行流换热器，如图2所示，图2为本实用新型中的管片式热交换器的结构示意图；管片式热交换器包括分液管42、集液管41、换热管组和翅片组43，分液管位于管片式热交换器的下部，集液管位于管片式热交换器的上部，换热管组下端与分液管连通，换热管组上端与集液管连通，换热管组穿过翅片组且与翅片组呈90度交叉，管片式热交换器工作时内部水流与空气流动方向为90度交叉横流模式，预冷水泵抽取预冷水箱中温度较低的冷却水从下部到分液管中，经过换热管组从下向上流动，通过翅片组热传导与外部空气发生热交换，升温后从上部的集液管中流出到布水器与外部温度较高的冷却水一起布淋到上预冷湿膜中，与预冷后的外部空气进行对流换热和蒸发降温，降温冷却后汇集到预冷集水盘，存储到预冷蓄水箱中。
36.管片式热交换器的内部水流沿流动方向(下到上)形成温度梯度分布，从换热器上部流出的水和流经的空气温度都较高，可提升上预冷湿膜水蒸发量和冷塔处理能力，同时因为从下部区域流过的空气被降低至更低温度，从而湿球温度大幅降低，可降低冷却塔的出水温度。
37.进一步地，预冷表冷器为平行流换热器，更进一步地，预冷表冷器为波纹板管平行流换热器，下面简单介绍波纹板管平行流换热器的具体结构。其已经在其他专利有详细介绍，本文只做简单介绍了解。
38.如图3所示，图3为本实用新型中的波纹板管平行流换热器的结构示意图；
39.其由多个波纹板管和上集流管(未标识)、下集流管(未标识)拼接而成，波纹板管外壁在外部空气流动方向a/a上呈波纹状，a/a方向为外部空气流入波纹板管平行流换热器内的流动方向，波纹板管内部具有多个互相隔离的内部管道，内部管道上端与上集流管连通，内部管道下端与下集流管连通，内部管道与上集流管、下集流管相连通形成液体流动通道，多个波纹板管之间形成空气流动通道，空气流动通道和液体流动通道进行气液换热。预冷水从上集流管经内部管道流向下集流管，或从下集流管经内部管道流向上集流管，这样就实现了波纹板管的外壁在空气的流动方向呈波纹状，使得外部空气与波纹板管外壁接触
呈波纹行进路径，进而增大了外部空气与波纹板管的接触面积和接触时间，提高了外部空气与波纹板管的换热效率。
40.波纹板管平行流换热器在使用时，液体在波纹板管内部空间流动，与通过外部波纹状表面的空气进行热交换；波纹状的外表面可保证换热能力和热交换效率达到设计要求。
41.在波纹板管平行流换热器设置为单流程时，冷却塔工作时，预冷水从换热器下部进入，在板管内部液体通道流动，与通过外部波纹状表面的空气进行热交换，从上部流出时被空气加热变为热水，流入上预冷布水器，然后通过喷头流入上预冷湿膜被冷却后通过预冷集水盘流入预冷蓄水箱。
42.预冷水从下部进入，上部出去的方式可实现平行流换热器、平行流入的空气、湿膜内的空气和水的温度整体从下至上温度由冷至热呈梯度分布，上部温度高可提升上预冷湿膜布淋水的蒸发效率进而提高冷却塔额冷却能力、降低湿膜下部出水温度。
43.预冷表冷器工作时内部水流与空气流动方向为90度交叉横流模式，内部水流温度沿流动方向从下至上由冷至热形成梯度分布，这样通过预冷表冷器的空气由下至上由冷变热，可提升湿膜上部水蒸发量和冷塔处理能力，同时因为从下部区域流过的空气被降低至更低温度，从而湿球温度大幅降低，可降低冷却塔的出水温度。
44.同时，为了更进一步本实用新型中的气液换热器
45.优选地，在本实用新型中，液换热器也可以为管片式热交换器、平行流换热器、波纹板管平行流换热器。其与预冷表冷器运行原理相同。
46.本实用新型的有益效果在于：所述双层冷却塔的预冷部分和蒸发冷却部分均采用上下两层双层湿膜设计，并在下层湿膜前方设置换热器，使得上湿膜中的循环水温度较大，提高了上段湿膜中的循环水的蒸发效率，而在下段湿膜中，由于前方设置预冷表冷器，进入下段湿膜的空气温度也较低，使得下湿膜中的循环水气液热交换效率提升，从而整体降低出水温度。
47.同时才采用板换方式来实现冷却水的封闭循环，用蒸发冷却的低温出水与外部热水进行热交换，实现对外部热循环水的闭式冷却。
48.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
49.以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。